光谱共焦传感器使用复色光作为光源,可以实现微米级精度的漫反射或镜反射被测物体测量功能。此外,光谱共焦位移传感器还可以实现对透明物体的单向厚度测量,其光源和接收光镜为同轴结构,避免光路遮挡,适用于直径4.5mm及以上的孔和凹槽的内部结构测量。在测量透明物体的位移时,由于被测物体的上下两个表面都会反射,传感器接收到的位移信号是通过其上表面计算出来的,可能会引起一定误差。本文分析了平行平板位移测量误差的来源和影响因素。光谱共焦技术可以测量位移,利用返回光谱的峰值波长位置。点光谱共焦原理
采用对比测试方法,首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核。为了便于比较,将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。二者的低阶轮廓整体相似,局部的轮廓信息存在一定的偏差,原因在于二者在靶丸赤道附近的精确测量圆周轮廓结果不一致;此外,白光共焦光谱的信噪比较原子力低,这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。在模数低于100的功率谱范围内,两种方法的测量结果一致性较好,当模数大于100时,白光共焦光谱的测量数据大于原子力显微镜的测量数据,这也反应了白光共焦光谱仪在高频段测量数据信噪比相对较差的特点。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级,同时,受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响,共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右。防水型光谱共焦详情光谱共焦位移传感器可以实现对材料的微小变形进行精确测量,对于研究材料的性能具有重要意义。
光谱共焦测量原理通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面来工作。透镜的排列方式是通过控制色差(像差)将白光分散成单色光。工厂校准为每个波长分配了一定的偏差(特定距离)。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。从目标表面反射的这种光通过共焦孔径到达光谱仪,该光谱仪检测并处理光谱变化。漫反射表面和镜面反射表面都可以使用共焦原理进行测量。共焦测量提供纳米分辨率并且几乎与目标材料分开运行。在传感器的测量范围内实现了一个非常小的光斑尺寸。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔的内表面,以及测量窄孔、小间隙和空腔。
共焦位移传感器是利用共焦原理和轴向色像差现象对测量对象的位移进行测量的光学测量装置,共焦原理是指将从形成光源的像的成像面上接收到的光以缩小光圈的方式形成为反射光,轴向色像差现象是在光源的像中发生光轴方向上的颜色漂移的现象。共焦位移传感器由作为点光源的使从光源出射的光出射的销孔、在经由销孔出射的检测光中引起轴向色像差并朝向测量对象会聚该检测光的光学构件、以及使来自测量对象的反射光光谱分散并产生受光信号的分光器构成。作为检测光,使用具有多个波长的光。在经由光学构件照射到测量对象的检测光中,销孔允许具有在聚焦于测量对象的同时被反射的波长的检测光穿过。根据轴向色像差,各波长的成像面的位置不同。因此,通过使穿过销孔的检测光的波长特定来计算测量对象的位移。光谱共焦技术在材料科学领域可以用于材料的性能测试和分析。
光谱共焦测量技术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高、对被测表面状况要求低以及高分辨率等特点,已成为工业测量的热门传感器,在生物医学、材料科学、半导体制造、表面工程研究、精密测量和3C电子等领域广泛应用。本次测量场景采用了创视智能TS-C1200光谱共焦传感头和CCS控制器。TS-C系列光谱共焦位移传感器能够实现0.025 µm的重复精度、±0.02%的线性精度、30kHz的采样速度和±60°的测量角度,适用于镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面、多层玻璃等材料表面,支持485、USB、以太网和模拟量的数据传输接口。光谱共焦技术的研究和应用将推动中国科技事业的发展。高采样速率光谱共焦定做
光谱共焦技术可以对生物和材料的微观结构进行分析。点光谱共焦原理
光谱共焦是一种综合了光学成像和光谱分析技术的高精度位移传感器,在3C电子行业中应用极为大量。光谱共焦传感器可以用于智能手机内线性马达的位移测量,通过实时监控和控制线性马达的位移,可大幅提高智能手机的定位功能和相机的成像精度。也能测量手机屏的曲面角度、厚度等。平板电脑内各种移动结构部件的位移和振动检测是平板电脑生产过程中非常重要的环节。光谱共焦传感器可以通过对平板电脑内的各种移动机构、控制元件进行精密位移、振动、形变和应力等参数的测量,从而实现对其制造精度和运行状态的实时监控。点光谱共焦原理